論漣邵煤田渣渡礦區深部構造及找煤意義

莫佳峰

（湖南省煤炭地質勘查院，湖南 長沙 410014）

渣渡礦區位于漣邵煤田北西部，漣源市的北西部。渣渡礦區淺部已經做了大量詳實的工作，區域地質工作有2次，1971～1973年1∶20萬漣源幅區域地質、礦產調查時，曾對該區測水組的含煤性及礦區構造特征予以了調查。1987～1992年楊家山區段及外圍開展了1∶5 萬雞叫巖幅、田坪幅、新化縣幅、漣源幅區域地質及區域礦產調查工作。主要礦產地質勘查工作17 次，比較深入的有10 次，成果為：1966年《湖南省漣源縣渣渡礦區南段精查地質報告》（該報告包含在《湖南省漣源縣渣渡礦區利民井田深部精查補充勘探資料》中）；1968年11月《湖南漣源市渣渡煤礦漿江勘探區精查地質報告》，因勘探程度不夠降為詳查；1969年5月《湖南漣源渣渡（北段）沙坪區最終地質報告》；1971年8月《湖南省漣源市渣渡礦區清塘鋪區段精查地質報告》；1980年11月《湖南省新化縣冷水江礦區楊家山區段煤礦地質勘探報告》；1982年6月《湖南省漣源市渣渡礦區利民井田深部精查補充勘探資料》；1984年11月《湖南省漣源市渣渡礦區利民北段煤礦精查地質報告》；1985年12月《湖南省漣源市渣渡礦區東段詳查地質報告》；1986年11月《湖南省漣邵煤田北段測水煤系滑脫構造的研究與找煤預測》國家二類科研報告；1987年10月《湖南漣源渣渡礦區良相橋井田精查地質報告》。通過目前正在進行的“湖南省漣邵煤田晏家鋪向斜煤炭整裝勘查”工作，又對渣渡礦區深部及其煤系賦存特點有了新的認識。

1 礦區地層特征

區內出露的主要地層從老至新有：泥盆系中統跳馬澗組（D2t）、棋梓橋組（D2q）），泥盆系上統佘田橋組（D3s）、錫礦山組（D3x）、孟公坳組（D3m）；石炭系下統石磴子組（C1s）、測水組（C1c）、梓門橋組（C1z），石炭系中上統壺天群（C2+3）；二疊系下統棲霞組（P1q）、當沖組（P1d），二疊系上統龍潭組（P2l）、大隆組（P2d）；三疊系下統大冶組（T1d）；侏羅系（J）；白堊系（K）；古近系（E）；第四系（Q）。其中龍潭組上段、測水組下段為主要含煤地層。龍潭組地層在區內主要位于晏家鋪向斜的中部（見圖1），雖然煤質較好，構造簡單，但是面積較小，從地表至向斜底部只有約400 m 垂深，因此煤炭遠景不大，本文僅討論測水煤系。

圖1 渣渡礦區地質示意

石炭系下統測水組主要由細～中粒砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、泥巖及煤組成，根據巖性特征、化石組合及含煤性，以中部灰白色中厚層狀石英砂巖（其底部常含礫石）為界，將測水組分為上、下兩段。下段為含煤段，共含煤7層，自上而下命名為1～7煤層，其中3煤層局部可采、5煤層全區可采。3煤層由西南向北東有逐漸變薄趨勢，白楊井田一般厚1.96m；以北由于受金盤侖斷層的影響，煤層變薄甚至斷失。5 煤層在漿江勘探區和渣東勘探區最發育，一般煤厚1.95～2.38m。全組厚106.51～195.67m，一般160.0m，與下伏石磴子組呈整合接觸。

2 煤系地層與煤層

2.1 煤系地層

（1）泥巖、粉砂巖：灰綠色或紫紅色，夾細粒砂巖或石英砂巖及泥灰巖透鏡體，為與梓門橋組分界標志層，厚度1.64～25.24m，一般9.0m。

（2）細砂巖、石英砂巖：淺灰～灰白色，成分以石英為主，硅質膠結，中厚層狀，中夾粉砂巖及砂質泥巖，局部相變為粉砂巖，厚度4.23～37.88m，一般18.0m。

（3）粉砂巖、砂質泥巖：淺灰色，中厚層狀，致密，具水平層理，局部具鐵質細鮞粒。厚度0.44～14.78 m，一般2.0m。

（4）泥質灰巖：淺灰～深灰色，中厚層狀，隱晶質結構，中部夾鈣質砂巖，產海相動物化石，厚度0.40～13.21m，一般厚3.5m。

（5）砂質泥巖、粉砂巖：淺灰色，薄～中厚層狀，致密，富含鐵質細鮞粒。厚度0.92～19.82m，一般3.0m。

（6）石英砂巖：淺灰～灰色，細～中粒，局部見礫石，硅質膠結，中厚層狀，具水平層理，含黃鐵礦細晶，夾粉砂巖。厚度2.35～79.11m，一般18.5m。

（7）粉砂巖、砂質泥巖：淺灰～深灰色，中厚層狀，細膩，斷口平坦，水平層理，含鐵質細～粗鮞粒及菱鐵礦結核。厚度0.92～37.87m，一般5.0m。

（8）泥巖、炭質泥巖：灰黑色，致密，細膩，含小菱鐵礦結核，局部炭化程度較高。厚度0.28～9.69 m，一般2.0 m。

（9）上煤層：黑色，半暗型，粉末狀煤為主，含硫較高，局部含黃鐵礦小結核。俗稱“反龍炭”，煤厚0～1.70m，一般0.5m。

（10）砂質泥巖、粉砂巖：淺灰～深灰色，薄～中厚層狀，斷續波狀水平層理，含鐵質細鮞粒，黃鐵礦及菱鐵礦結核。厚度0.51～20.78m，一般3.0m。

（11）石英砂礫巖：灰～灰白色，厚層狀，細～中粒結構，硅質膠結，節理較發育，含星點狀黃鐵礦。底部含礫石，礫徑2～5mm，分選及滾圓度中等，本層為上、下段分界的標志層。厚度7.92～26.95m，一般16.5m。

（12）粉砂巖：淺灰黑色，中厚層狀，泥質膠結，較致密，水平層理，清晰，為砂質泥巖與細砂巖互層顯示。厚度0～7.1m，一般2.0m。

（13）細砂巖：黑灰色，細粒質純，成分以石英為主，硅質膠結，中厚層狀，底部常混夾灰黑色泥巖，含植物化石。厚度0～2.52m，一般1.0m。

（14）砂質泥巖、泥巖：灰黑色，鱗片狀，含炭質。厚度0～13.65m，一般2.0m。

（15）3煤層：黑色，粉末狀煤為主，局部為粒狀煤及中條帶狀塊煤，半亮～半暗型煤，結構復雜。為局部可采煤層（在白楊井田可采），煤層具分叉現象，厚度0～19.65m，平均3.50m。夾矸為炭質泥巖、泥巖及細砂巖。細粒砂巖為深灰色，薄層狀，具楔形層理，俗稱“板狀砂巖”。

（16）泥巖、砂質泥巖：灰～灰黑色，薄層狀，時夾粉砂巖及細砂巖含菱鐵礦結核。厚度0.29～18.74 m，一般3.0m。

（17）細砂巖：灰～灰白色，中厚層狀，成分以石英為主，硅質膠結，有時因泥質及炭質成分摻雜呈“豹皮狀”砂巖，有時相變為粉砂巖。厚度0.39～10.04 m，一般4.0 m。

（18）粉砂巖、砂質泥巖：深灰～黑灰色，薄～中厚層狀，緩波狀水平層理，含小菱鐵礦結核，偶含鐵質細鮞粒。厚度0.19～15.55m，一般2.0m。

（19）泥巖、砂質泥巖：灰黑～黑色，鱗片狀，質軟，局部炭化程度較高，偶夾煤包。厚度0.17～10.70m，一般2.0 m。

（20）5煤層：黑～灰黑色，粒狀粉末煤為主，偶見細條帶，半暗～半亮型煤，結構復雜。為全區可采煤層，煤層具分叉現象，部分地段可分為5 上和5 下煤層，厚度0～10.91m，平均2.15m。

（21）泥巖、砂質泥巖：灰黑色，薄～中厚層狀，緩波狀水平層理，夾細砂巖，含菱鐵礦結核。頂部見炭質泥巖。厚度0.02～19.31m，一般6.85m。

（22）粉砂巖：灰～灰黑色，中厚層狀，泥質膠結，具皺紋層理，蠕蟲狀結構及管狀結構，含個大菱鐵礦結核。厚度0.16～28.63m，一般4.0m。

（23）細砂巖：灰～灰黑色，中厚層狀，成分以石英為主，硅質膠結，具皺紋層理，含菱鐵礦結核。厚度0.18～22.57m，一般6.0m。

（24）粉砂巖：灰～灰黑色，中厚層狀，泥質膠結，具皺紋層理，蠕蟲狀結構及管狀結構，含菱鐵礦結核。厚度0.53～31.51m，一般4.0m。

（25）砂質泥巖、泥巖：灰黑色，薄～中厚層狀，緩波狀水平層理，致密，含白云母碎片及菱鐵礦結核。厚度0.14～22.76m，一般3.0m。

（26）6煤層：黑色，寬條帶狀塊煤，光亮～半亮型煤，夾一層細砂巖。厚度0～7.91m，平均0.30m，一般不可采。

（27）泥巖、砂質泥巖：深灰黑色，鱗片狀～薄層狀，致密，細膩，含菱鐵礦結核。厚度0.19～15.66 m，一般3.0 m。

（28）粉砂巖：深灰～黑灰色，中厚層狀，泥質膠結，具皺紋層理，含菱鐵礦結核，偶含細鮞粒。厚度0.20～27.22 m，一般4.0m。

（29）細砂巖：深灰色，薄～中厚層狀，成分以石英為主，硅質、鐵質膠結，具皺紋層理，節理面被白色碳酸鹽薄膜充填。厚度0.78～25.08m，一般6.0m。

（30）砂質泥巖：灰黑色，薄層狀，皺紋層理，含菱鐵礦結核，并見鐵質細鮞粒。厚度0.19～17.38 m，一般3.0 m。

（31）細砂巖、石英砂巖：淺灰～灰白色，中厚層狀，緩波狀層理，成分以石英為主，硅質、鐵質膠結，偶見礫石，含白云母碎片及菱鐵礦結核。厚度2.15～45.75 m，一般12.0m。

（32）粉砂巖：深灰色，薄層狀，泥質膠結，緩波狀層理，含菱鐵礦結核及白云母碎片。厚度0.27～13.30m，一般3.0m。

（33）砂質泥巖：深灰色，薄層狀，致密，細膩，水平層理，含白云母碎片。厚度0.47～13.24m，一般2.2m。

2.2 可采煤層

區段內含煤7層（1、2、3、4、5、6、7煤層），其中5煤層全區可采，1958年～1987年，湖南省煤田地質局第二勘探隊在渣渡礦區東段淺部先后提交6件地質勘查報告，共施工鉆孔315個，穿過主采煤層5煤層層位點數308個，可采271個，點可采率88%，5 煤層厚度為0～11.60 m，平均2.15m，變異系數為71%；穿過3煤層層位點數30個（僅南東部白楊井田可采），可采25個，點可采率83%，3煤層厚度為0.5～7.67m，平均2.18m，變異系數為69%。

渣渡礦區淺部生產井見煤情況好。共有52個生產井開采，根據淺部生產礦井資料統計：3煤層生產井見煤0.0～3.80m，平均1.60m，可采部分分布于南東部白楊-漿江井田和北東部清塘區段-良相橋井田，南部利民、利北井田，面積可采率為82%；5 煤層生產井見煤0.0～7.67 m，平均1.80m，南部利民、利北井田局部可采，全區面積可采率為90%。

3、5煤層均為不穩定煤層的第一種情況，其它煤層不發育。

2.3 煤巖對比

因受金盤侖斷層的破壞，測水組含煤地層保存不全，部分標志層被斷失，但3、5煤層頂板或底板標志層保存完好，3煤層底板（5煤層頂板）細粒石英砂巖，礦物成分以石英為主，硅質膠結，小型交錯層理，典型特征是因含泥包裹體而呈豹皮狀（見圖2），俗稱“豹皮狀砂巖”。5煤層底板細粒砂巖（粉砂巖），深灰巖，中厚—薄層狀，緩波狀—波狀層理，典型特征之一是含豐富的蠕蟲狀、管狀蟲跡（見圖3）。俗稱“蟲管結構”，又因為具波狀層理和管狀結構，而顯示皺紋狀的層理，而俗稱“皺紋層理”，另外，5煤層底板砂巖泥巖或粉砂巖中含個體較大的菱鐵礦結核，根據上述特點，3、5煤層對比可靠。

圖2 ZK3408孔豹皮狀砂巖

圖3 ZK3408孔孔深905m，蟲管

3 構造及構造控煤作用

渣渡礦區大致呈一紡錘形復式向斜，向斜軸向北東35°左右。渣渡礦區區域性斷層主要有兩條，向斜東翼為金盤侖斷層，西翼為集云斷層。在原地質勘探報告中，認為金盤侖斷層未進入本區，煤層呈S型或M 型延伸至深部。根據1988年湖南省煤田地質局第二勘探隊和中國礦業大學合作完成的“湘中測水組滑脫構造研究”課題及1985年提交的《湖南省漣源市渣渡礦區東段詳查地質報告》，認為金盤侖斷層在本區存在。在本區淺部及外圍有證合法開采礦井共計18個，已開采金盤侖斷層下盤煤層的有8個（見表1）。因此，本次對預查區內的構造進行了重新解釋，認為金盤侖斷層進入本區，且其下盤保存有較好的煤層。本次預查主要針對金盤侖斷層下盤保留的煤系地層。

表1 開采金盤侖斷層下盤煤層生產井情況一覽

金盤侖斷層：是縱貫全區的主干斷層，全長約30km。為一條順層斷層，走向約北東25°，傾向北西，傾角約10°～25°，略小于地層傾角，一般淺部比深部陡。根據鉆孔揭露資料分析，地層水平斷距最大約2500m，垂直斷距由50～10m 不等，一般20m，由南往北逐漸變小。

圖4 渣渡礦區東段60線剖面示意

有學者認為〔1〕金盤侖斷層界于5煤組（或3煤層）與其頂板之間，基本順層（見圖4）。該斷層造成測水組地層不同程度的缺失，缺失厚度10～40m，一般約25m。同時，斷層帶特征明顯，表現為斷層角礫巖、斷層泥和砂巖包體以及具構造鏡面的粉狀構造煤等。種種跡象表明，本斷層為一條經過多期次改造的層間滑動斷層，對煤層破壞較嚴重，造成5上、5下煤層部分斷失，同時使局部煤層引起輕微的動力變質和瓦斯釋放現象，直接或間接地影響了對礦床的評價。該斷層對上盤煤層破壞較大，但對下盤煤層影響不大，甚至起到了相對保護作用，未再受后期構造影響。

目前的勘查鉆探結果顯示，金盤侖斷層并不是一條簡單的順層滑脫斷層，而是呈一鋸齒狀，具有穿層現象，渣渡礦區東段布置了4個孔，2孔斷層均位于3煤層位之上（見圖5），2孔將3煤層斷失（見圖6）。對中上部地層具有較大的破壞作用。同時可以看到，該斷層EW 向淺部未穿層，則深部也不穿層，而SN 向則略有起伏。晏家鋪向斜東翼金盤侖斷層形態為淺部陡，南部有的地層形態甚至呈“S”形。深部緩，深部有利于煤層的保存；由南往北，總體形態大致相同。

圖5 渣渡礦區東段34線剖面示意

圖6 渣渡礦區東段42線剖面示意

集云逆斷層（F2）：位于勘查區北西，走向長大于7km。勘查區內出露長度2.4km，走向60°，傾向南東，傾角一般15°～35°左右，地表TC3控制該斷層，其主要表現為煤系地層逆復于壺天群之上，斷距約1000m，對煤層破壞較大。據勘查結果星星區段斷層傾角約35°（見圖7）、板橋區段斷層傾角約45°（見圖8）、漆樹坪區段斷層傾角約75°（見圖9），從南往北，斷層及地層產狀均變陡。集云斷層上盤深部有利于煤層的保存。

圖7 星星區段37線剖面示意

圖8 板橋區段11線剖面示意

圖9 漆樹坪區段21線剖面示意

4 結語與建議

1）滑脫構造在向斜兩翼、同翼的不同位置均有不同表現，并非只是以單一角度在單地層中滑動，而是時常發生變化，并具有一定的趨勢。

2）渣渡礦區東翼金盤侖斷層對南段深部的煤層破壞主要在3煤頂板之上；往北有逐漸移到5煤頂板之上的趨勢。而北部清塘區段前部生產井主采3、5煤層，建議在北部布置稀疏鉆孔，探查北段深部3煤層是否斷失，或是金盤侖斷層又往深部穿插，保存了3煤層。

3）西翼集云逆斷層在南段很可能沿測水組與石磴子組的軟弱面滑脫，往北地層均有逐漸變陡的趨勢。斷層上盤有利于煤層的保存，而下盤條件更復雜，有待進一步論證。

研究區域構造特征，應用滑脫構造等理論觀點和綜合勘查手段，重新認識礦區地質規律，在“三下”探尋更多的隱伏含煤區，是湖南今后找煤的主要方向之一。尤其是在廣泛發現元古界、古生界老地層推覆于二疊系、三疊系或更新地層之上的湘東、湘西地區。為了達到良好的找礦效果，宜多種勘查方法綜合運用，避免單一方法的局限性和解釋成果的多樣性，在選用高精度的物探方法探測煤層的埋深及構造形態的基礎上，然后加以鉆探驗證。